近年来,随着能源问题以及环保问题日益严峻,新能源行业得到了飞速发展,这其中新能源汽车所用的动力电池获得了极为广泛的关注。而锂空气电池由于其本身极高能量密度的显著优势,产业界及学术研究者们的目光聚焦于此,这被认为是新能源车载动力电池的终极解决方案。目前,产业界的动力电池仍以磷酸铁锂与三元锂电池为主,并使用液态电解质。现阶段的锂空气电池发展仍处于初步阶段,想要实际产业化应用,还有诸多技术和科学问题需要解决,包括锂空电池的循环性能较差、倍率性能较低、枝晶锂、过电位高等问题。此前,大量的研究工作聚焦于锂负极的保护、界面问题的处理、稳定电解质的开发以及高效催化剂的选择,力求解决锂空气电池产业化面临的关键技术问题。本论文探索出一种新型的固相烧结法制备Li7La3Zr2O12（LLZO）、Li6.9Al0.1La3Zr2O12（LALZO）、Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12（LLZTO）固态电解质,将其应用于锂空气电池;并利用这种LLZO陶瓷粉制备有机—无机复合固态电解质隔膜应用于锂空气电池,实现常温下锂空气电池的高效充放电循环。本论文利用二次固相烧结法制备LLZO以及LALZO、LLZTO,有效降低烧结温度,减少锂挥发从而提升其品质,并通过模压的方式制备陶瓷片电解质,实现了95%以上的致密度,并使其电阻在300℃时低至20Ω。通过溶液浇铸法制备有机—无机复合固态电解质膜,以丙酮作为溶剂,聚偏氟乙烯六氟丙烯（PVDF-HFP）作为基底材料,添加不同方案制备的LLZO、LALZO、LLZTO等无机填料,其中添加低温LLZO所获得的复合固态电解质膜在室温下能达到4.53×10-4S/cm,对比高温固相法制备的LLZO无机填料复合膜电导率的0.57×10-4S/cm有非常明显的优势,并且其锂对称电池与全电池循环测试也有十分稳定的表现。本论文改良了LLZO、LALZO、LLZTO纯相陶瓷粉体的制备方法,通过二次烧结的方式降低了烧结温度,有效减少锂挥发,并将这种方案制备的陶瓷粉用于陶瓷片的烧结与有机—无机复合固态电解质的制备。实现了陶瓷片高致密度与良好电导率的性能,也成功实现了复合固态电解质膜的电导率以及电池循环性能的明显提升。